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          道路平面設計的11個步驟,你都了解嗎?

          新聞時間:2021-10-19 文章來源: 文章作者:ztcjjt

          一、道路設計的基本步驟

          1、道路是三維空間的實體,路線是道路中線的空間位置

          路線平面:路線在水平方向的投影

          路線的縱斷面:沿道路中線豎直剖切再行展開

          中線上任意一點法向切面是道路在該點的橫斷面

          2、道路設計過程中,先確定平面的線形,再進行縱斷面和橫斷面設計

          平面線形由直線、圓曲線、緩和曲線三個要素組成

          3、線性設計

          公路平面線形設計

          直線—緩和曲線—圓曲線—緩和曲線—直線

          城市道路平面線形設計

          直線—圓曲線—直線

          4、道路平面線形要素

          行駛中汽車的導向輪與車身縱軸之間的關系→汽車行駛軌跡

          角度為零→曲率為零→直線

          角度為常數(shù)→曲率為常數(shù)→圓曲線

          角度為變數(shù)→曲率為變數(shù)→緩和曲線

          現(xiàn)代道路平面線形正是由上述三種基本線形構成的,稱為平面線形三要素。

          二、直線

          1、優(yōu)點

          線形直捷,布設方便,行車視距良好,行車平穩(wěn)

          2、缺點

          不能適應地形變化,不便于避讓障礙,直線過長容易使駕駛員產(chǎn)生麻痹而放松警惕,發(fā)生行車事故,夜間行車時,對向行車燈光眩目不利安全

          (一)直線運用

          1、直線的最大長度

          在城鎮(zhèn)及附近或其它景色有變化的地點,大于20V是可以接受的,在景色單調(diào)的地點最好控在在20V以內(nèi)

          2、直線的最小長度

          當V≥60km/h時,同向曲線的直線最小長度為6V,反向曲線的最小長度不小于2V

          3、注意的問題

          長直線或長下坡盡頭的平曲線 ,必須采取設置標志、增加路面抗滑能力等安全措施

          長直線上坡不宜過長 ,直線上的縱坡一般應小于3%

          長直線應與大半徑凹曲線配合為宜

          (二)采用長直線線形應注意的問題

          1、長直線宜與大半徑凹豎曲線組合使用

          2、避免“斷背曲線”

          三、圓曲線

          1、優(yōu)點

          布設方便,能很好地適應地形,避讓障礙,與地形配合得當可獲得圓滑、舒順、美觀的路線,又能降低工程造價

          使行車景觀不斷變化,使駕駛員保持適度的警惕,增加行車安全性,也可起到誘導行車視線的作用

          2、注意的問題

          半徑不可過小而影響行車安全

          (一)圓曲線的平面布設

          1、圓曲線上技術代號

          JD—交點(轉角點)

          ZY—直圓(圓曲線起點)

          QZ—曲中(圓曲線中點)

          YZ—圓直(圓曲線終點)

          (二)圓曲線的幾何要素及主點樁號里程計算

          1、幾何要素

          2、曲線主點樁號里程計算

          3、曲線主點樁計算校核

          (三)圓曲線半徑

          1、汽車在圓曲線路段行駛時會產(chǎn)生離心力F

          2、曲線半徑指標

          (四)橫向力系數(shù)μ的取值

          1、意義

          橫向力系數(shù)表示單位車重所受到的橫向力(離心力)

          其值越大對行車越不利

          2、取值大小的決定因素

          行車安全:確保行車不產(chǎn)生橫向滑移

          操作方便、行車經(jīng)濟

          行車平穩(wěn)、舒適

          3、取值

          一般取

          為控制值

          (五)公路圓曲線最小半徑

          1、三種平曲線最小半徑

          一般最小半徑:通常情況下推薦采用的最小半徑值

          極限最小半徑

          能保證按設計速度行駛的車輛安全行駛的最小半徑

          不設超高最小半徑

          當路線的半徑大到一定值時,即使汽車在曲線的外側時,也能獲得足夠的安全性和很好的舒適性

          四、緩和曲線

          1、定義

          在直線與圓曲線、圓曲線與圓曲線之間設置的曲率連續(xù)變化的曲線

          2、特點

          易于適應地形,能很好地與汽車行駛軌跡相適應,使線形連續(xù)、美觀,但緩和曲線計算、布設較繁瑣

          (一)緩和曲線的性質

          路線設計符合汽車轉彎時的行駛軌跡,插入緩和曲線,使整條曲線的曲率形成一個連續(xù)變化的過程。

          汽車以等速轉彎時,行駛軌跡曲線上任意一點所對應的曲率半徑與行駛的距離(弧長)成反比,這一行駛軌跡特性正好與數(shù)學上回旋線方程性質相同。

          回旋線作為緩和曲線

          (二)帶緩和曲線的平曲線平面布設

          緩和曲線中心角

          曲線內(nèi)移值

          曲線切線增長值

          (三)設有緩和曲線的平曲線主點樁技術代號

          JD—交點(轉角點)

          ZH—直緩(第一緩和曲線起點)

          HY—緩圓(第一緩和曲線終點)

          QZ—曲中(曲線中點)

          YH—圓緩(第二緩和曲線起點)

          HZ—緩直(第二緩和曲線終點)

          (四)平曲線幾何要素計算

          (五)平曲線主點樁里程計算

          曲線主點樁里程計算

          曲線主點樁里程校核

          五、曲線超高

          1、定義

          為抵消車輛在平曲線路段上行駛時所產(chǎn)生的離心力,而在該路段橫斷面上設置的外側高于內(nèi)側的單向橫坡

          2、作用

          用車重產(chǎn)生的向內(nèi)水平分力來抵消部分離心力,以利于行車安全與穩(wěn)定

          3、設置要求

          當曲線半徑小于表2-20或表2-23中規(guī)定的不設超高最小半徑時,均應設置超高

          (一)平面曲線實例

          1、超高橫坡度計算

          2、車速的調(diào)整

          設計車速與實際車速之間的調(diào)整

          3、超高值計算式

          4、超高計算值取值要求

          任意半徑超高橫坡度不得大于極限超高橫坡度

          ,又不得小于路拱橫坡度

          (二)全超高橫坡度

          公路最大超高橫坡度

          城市道路最大超高橫坡度

          (三)超高的過渡

          平曲線路段超高緩和段的布置

          當圓曲線上超高值和緩和段長度一定后,超高緩和應在全長上布設

          在設計中應根據(jù)超高變化情況,計算出任意斷面上路肩兩側邊緣及路中點對原設計標高(未加寬前路肩邊緣標高)的相對高差,為施工放樣提供依據(jù)

          (四)公路超高設置方式

          無中間帶的公路

          1、超高橫坡等于路拱橫坡

          外側車道繞路中線旋轉,直至超高橫坡

          2、超高橫坡大于路拱橫坡

          第一種:繞車道內(nèi)側邊軸旋轉

          第二種:繞中軸旋轉

          第三種:繞車道外側邊軸旋轉

          有中間帶的公路超高設置方式

          1、繞中間帶的中心線旋轉

          2、繞中央分隔帶邊緣旋轉

          3、繞各自行車道中線旋轉

          (五)城市道路超高布置方式

          城市道路超高方式應根據(jù)地形狀況、車道數(shù)、超高橫坡值、橫斷面形式、便于排水、路容美觀等因素決定

          單幅路及三幅路機動車道宜繞中軸旋轉;雙輻路及四幅路機動車道宜繞中央分隔帶邊緣旋轉,使兩側車行道各自成為獨立的超高橫斷面

          六、曲線加寬

          1、加寬值確定

          汽車輪跡需要

          汽車行駛擺動需要

          2、加寬值計算

          3、加寬值選用規(guī)定

          當圓曲線半徑大于250m時,可不設加寬

          曲線路段加寬宜布置在彎道內(nèi)側

          各級公路的路面加寬后,路基也應相應加寬

          (一)公路規(guī)范對加寬類別選用

          高速公路、一級公路、二級公路及設計速度為40km/h的三級公路應采用第三類加寬值。

          對不經(jīng)常通行集裝箱、半掛車的公路,可采用第二類加寬值。

          四級公路和設計速度30km/h的三級公路可采用第一類加寬值。

          (二)城市道路加寬值

          (三)加寬緩和段

          1、加寬緩和段的長度

          加寬所需要的最小長度

          在不設緩和曲線或超高緩和段時,加寬緩和段長度應按漸變率1:15且不小于20米的要求設置

          設置緩和曲線或超高緩和段時,加寬緩和段長度采用與緩和曲線或超高緩和段長度相同的數(shù)值

          不設緩和曲線,加寬緩和段長度取超高緩和段長度,漸變率不小于1:15,且長度不小于10米

          2、加寬過度方式

          按直線比列加寬

          高次拋物線加寬

          七、緩和段設置

          1、緩和段

          為了使行車能夠安全、平穩(wěn)、順利地由直線向曲線、由大半徑曲線向小半徑曲線行駛所設置的過渡段

          2、設置目的

          為消除行車轉彎時曲率突變,使行車能從容、順適地進行曲率變化而設置的曲線緩和過渡段為緩和曲線

          為使行車平穩(wěn)、順適地進行橫坡變化而設置的超高變化過渡段為超高緩和曲線

          為適應行車軌跡,順適地進行寬度變化而設置的加寬過渡段為加寬緩和段

          3、類型

          緩和曲線、超高緩和段、加寬緩和段

          (一)緩和段長度

          1、離心加速度變化的緩和長度

          2、操縱時間要求緩和段長度

          3、超高變化要求緩和段長度

          一般根據(jù)三方面緩和段長度的計算結果,取其中最長的并按5倍數(shù)取整后作為緩和段長度

          八、平曲線長度

          1、平曲線最小長度計算

          取一般駕駛員能從容操作方向的(左右轉動方向)時間為6S

          2、相關規(guī)定

          小偏角時的平曲線長度

          當?shù)缆忿D角小于7°時,為防止駕駛員在視覺上產(chǎn)生急彎錯覺,而導致操縱失誤,應設較長的平曲線

          相關規(guī)定

          九、平曲線形的連接

          平面線形設計整體上盡可能順直,選擇曲線半徑盡可能大些,應與自然地形等高線相適應為宜。

          在橋梁、隧道內(nèi)部與進出口路段和平面交叉口前后路段 ,應采用直線為宜。

          長直線盡頭不得設置小半徑曲線

          直線長度L<500m時,最小半徑R=L

          直線長度L≥500m時,最小半徑R=500

          一般平面線型設置的轉角不宜小于 10°

          十、平面視距

          1、定義

          為了行車安全,保證駕駛員能隨時看到前方一定距離的道路路段,發(fā)現(xiàn)道路上的障礙、迎面來車,及時采取制動或避讓措施,所必須的是最短路段距離

          2、運用

          在平面線形和縱斷面線形設計中,都應有足夠的行車視距

          3、平面視距分類

          停車視距、會車視距、超車視距

          4、行車視距不足主要發(fā)生在下述幾種場合

          (1)道路平面上的暗彎,即處于挖方路段的彎道和內(nèi)側有障礙物的彎道,見圖a

          (2)縱斷面上的凸型豎曲線,見圖b

          (3)下穿式立體交叉的凹型豎曲線,見圖c

          5、視距相關規(guī)定

          6、公路視距的運用

          高速公路和一級公路滿足停車視距的要求

          二、三、四級公路,應滿足會車視距的要求,在工程特別困難或受其他限制地段,可采用停車視距,但必須采取分道行駛措施

          對向行駛的雙車道公路,應根據(jù)需要并結合地形,在適當?shù)木嚯x內(nèi)設置具有超車視距的路段

          積雪冰凍地區(qū)的道路,停車視距應適當增長

          以大型車為主的公路,應按貨車停車視距進行檢驗

          7、彎道內(nèi)側視距的保證

          清除彎道內(nèi)側一定范圍的障礙物

          最大橫凈距的確定

          解析法

          幾何法

          視距包絡圖

          8、開挖視距臺

          計算出凈橫距以后,按比例在各樁號的橫斷面圖上畫出視距臺,以供施工放樣。

          十一、路線平面圖繪制步驟

          1、確定比例。

          公路工程一般山嶺地區(qū)采用1:2000,丘陵平原地區(qū)采用1:5000。

          2、城市道路一般采用1:1000或1:500。

          3、根據(jù)直線、曲線、轉角一覽表,按比例繪制道路中線圖。

          4、在道路中線圖上標注出起點、里程表樁、百米樁、曲線主點樁、橋涵與人工構造物樁號位置。

          5、按比例勾繪道路中線左右各100~200m范圍內(nèi)的地形等高線,標注地物、地貌、建筑物與構造物位置和名稱。

          6、對于城市道路平面圖,應在現(xiàn)狀地形圖上,繪出道路設計紅線、中線、行車道與人行道的分界線,并繪出分隔帶、綠化帶、交通島、沿街建筑及出入口位置與外形。

          7、整理、修正(等高線、地物、建筑物、構筑物等)圖紙

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